TI, 전력밀도 두 배 높인 질화갈륨 전계효과트랜지스터 출시

업계 최초로 '드라이버·보호 기능·능동형 전원 관리'도 하나로 통합

텍사스 인스트루먼트(이하 TI)가 12일 온라인 미디어 브리핑을 열고, 업계 최초로 드라이버와 보호 기능, 능동형 전원 관리를 하나로 통합한 질화갈륨 전계효과트랜지스터(GaN FET)를 소개했다.

이 제품은 질화갈륨이 가지고 있는 고출력·고효율·고전압 특성을 활용해 이전 세대 트랜지스터 대비 두 배 높은 전력밀도를 갖춘 것이 가장 큰 특징이다.

스티브 톰 텍사스 인스트루먼트 고전압 전원 사업부 GaN 제품군 매니저는 이날 브리핑에서 "GaN FET은 업계 최초로 드라이버와 보호 기능 등을 결합한 제품으로, TI는 지난 10년간 GaN에 대해 투자를 해왔고, GaN FET의 고신뢰성과 고성능, 고효율성을 확보하는 데 성공했다"며 "특히 TI의 GaN FET은 TI 자체 팹에서 제조·양산돼 고객에게 믿을 수 있는 성능과 품질을 제공할 수 있다"고 강조했다.

TI가 업계 최초로 드라이버, 보호 기능, 능동형 전원 관리를 통합한 차량용 GaN FET. (사진=TI)

이어 "일례로 이 제품은 4천만 시간 이상의 신뢰성 테스트와 5기가와트시(GWh) 전원 변환 애플리케이션 테스트를 거쳐 모든 시장에서 엔지니어가 요구하는 수준의 신뢰성을 제공한다'며 "이에 TI는 업계 최초로 높은 신뢰성과 성능을 갖춘 자동차용 GaN FET을 출시하게 됐다"고 설명했다.

TI의 GaN FET은 성능별로 4종(LMG3422R050, LMG3425R050, LMG3422R030, LMG3425R030)의 제품으로 구성됐다.

TI는 2배 높은 전력밀도 외에도 99%에 달하는 고효율성과 기존 솔루션 대비 59%가량 줄어든 소자 크기를 갖춰 GaN FET을 전기차 온보드 차저를 비롯한 DC/DC 컨버터, 하이퍼스케일 및 엔터프라이즈 컴퓨팅 플랫폼, 5G 통신 정류기 등의 다양한 전원 공급 장치에 활용할 수 있다고 자신했다.

스티브 톰 매니저는 이에 대해 "TI는 고성능 실리콘 드라이버를 하나의 패키지로 통합해 GaN FET 전체의 효율성을 향상, 또 업계에서 가장 빠른 스위칭 속도(2.2메가헤르츠)를 구현했다"며 "이를 활용하면 역률개선회로(PFC)에 전력손실을 막는 아이디얼 다이오드 모드를 통해 이전(디스크리트 GaN, SiC MOSFET) 대비 서드 쿼드런트(3사분면) 손실을 66%까지 줄일 수 있다"고 설명했다.

또 "열 성능 극대화를 위한 울트라 쿨 패키지 기술을 통해 열 임피던스(전기의 흐름을 방해하는 정도)는 23%까지 낮출 수 있고, 이로 인해 엔지니어들은 설계 유연성을 크게 가져갈 수 있다"며 "나아가 TI는 엔지니어들을 대상으로 애플리케이션 및 열성능 노트, 기술 콘텐츠 등 다양한 리소스도 제공해 GaN FET을 최적화할 수 있도록 지원하고 있다"고 덧붙였다.

한편, TI가 사전 생산한 600볼트 GaN FET 4종은 현재 구입이 가능하며, 가로 12밀리미터·세로 12밀리미터 크기의 QFN 패키지로 공급될 예정이다.